單片機課程設(shè)計報告--帶計時的交通燈的實現(xiàn)

1、<p><b>　　單片機應用技術(shù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計論文</b></p><p>　　論文題目：帶計時的交通燈的實現(xiàn)</p><p>　　學 院 汽車學院 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化</p>

2、<p>　　2013年 12月 4日【摘要】</p><p>　　本設(shè)計是設(shè)計一款基于單片機的帶計時的交通燈，主要是十字路口的交通燈的實現(xiàn)。其中的單片機是控制的核心，通過P口送出信號去控制相應的交通燈及計時用的數(shù)碼管。本報告簡要介紹了基于單片機技術(shù)的計時交通燈的原理，并根據(jù)系統(tǒng)的基本原理制作出了仿真模型。本控制系統(tǒng)主要由以下幾個模塊組成：數(shù)碼管顯示模塊、交通燈運行模塊以及單片機控制模塊。單片機控制模塊的

3、采用AT89S51芯片，并配以單片機的最小系統(tǒng)電路，晶振模塊、復位模塊，通過P2口控制紅綠燈的點亮，通過P1口控制數(shù)碼管的計時顯示。紅黃綠交通燈采用發(fā)光二極管，并采用驅(qū)動芯片7404驅(qū)動其亮滅，數(shù)碼管的驅(qū)動采用兩片具有譯碼與驅(qū)動雙重功能的CD4511芯片。本設(shè)計采用了Protues7.8版仿真軟件對其進行仿真，實現(xiàn)了與Keil軟件的聯(lián)合調(diào)試。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機；AT89C51；交通燈；數(shù)碼管顯示

4、；Proteus仿真；Keil軟件</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 設(shè)計任務(wù)1</b></p><p>　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計2</p><p>　　2.1 器件選擇2</p><p>　　2.2 硬件原理圖2</

5、p><p>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計3</p><p>　　3.1程序設(shè)計思路3</p><p>　　3.2軟件流程圖...........................................4</p><p><b>　　3.3軟件清單5</b></p><p><b>　　

6、4 設(shè)計總結(jié)6</b></p><p><b>　　參考文獻7</b></p><p>　　附1：源程序代碼............................................8</p><p>　　附2：系統(tǒng)原理圖............................................ 1

7、0</p><p><b>　　1 設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b>　　任務(wù)要求：</b></p><p>　　設(shè)計制作一個模擬的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)，要求：</p><p>　　1、 正常情況下東西與南北兩個方向輪流點亮紅、綠信號燈，每次持續(xù)時間60s，中間有3s的黃燈過渡。<

8、;/p><p>　　2、 東西、南北兩個方向各設(shè)一個緊急切換按鈕。某方向按鈕按下時，該方向緊急切換為綠燈，以利于特種車輛通過。</p><p>　　3、 用數(shù)碼管顯示已點亮燈的剩余時間。</p><p><b>　　本小組人員分工：</b></p><p>　　崔曉晨：程序設(shè)計，軟件仿真</p><p&g

9、t;　　吳佳怡：參與程序設(shè)計，整理報告</p><p>　　王金石：搜集參考材料，幫忙整理報告</p><p><b>　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計</b></p><p><b>　　2．1 器件選擇</b></p><p>　　AT89C51單片機及其最小系統(tǒng)，紅、黃、綠3種顏色的發(fā)光二極管各4個，LE

10、D數(shù)碼管2個，譯碼驅(qū)動芯片CD4511 2個,驅(qū)動芯片7404 6個，電阻若干</p><p><b>　　2.2 硬件原理圖</b></p><p>　　圖2.2.2 51單片機及其最小系統(tǒng)</p><p><b>　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1程序設(shè)計

11、思路</b></p><p>　　系統(tǒng)正常運行時，十字路口交通燈的執(zhí)行情況是：東西方向綠燈，南北方向紅燈60秒，接著黃燈3秒，然后東西方向紅燈，南北方向綠燈60秒，再黃燈3秒；之后循環(huán)這個過程。</p><p>　　若出現(xiàn)緊急狀況，則需緊急切換,（正常情況下緊急開關(guān)是斷開的）：若此時十字路口為東西方向綠燈，南北方向紅燈，一切換，P0.0=1（按下緊急開關(guān)P0.0），經(jīng)程序判斷后

12、會跳轉(zhuǎn)，判斷P0.1的值（開關(guān)P0.1開與斷）；P0.1=0，程序順序執(zhí)行，使交通燈切換到東西紅燈，南北綠燈；直到P0.1=1，交通燈才會再次切換回來。</p><p><b>　　3.2軟件流程圖</b></p><p><b>　　3.2軟件清單</b></p><p><b>　　4 設(shè)計總結(jié)</b&

13、gt;</p><p>　　本設(shè)計比較簡單，只是東西、南北方向輪流點亮信號燈，且都持續(xù)60s，中間一個3s黃燈過渡，另外一個東西、南北方向的緊急切換按鈕。硬件電路只有三個模塊，比較簡單；軟件采用定時器延時的方法，即通過單片機內(nèi)部定時器T0產(chǎn)生中斷來實現(xiàn)；緊急切換按鈕接在P0.0、P0.1上，通過在主程序中查詢這兩個端口的狀態(tài)來決定是否進行緊急切換。功能簡單，可以說相對較少，還可以改善。例如，增加人行道的信號燈；使

14、紅綠燈持續(xù)點亮的時間不一致，可以切換不同的時間，以適應路況；延時方法改為軟件延時，先編寫1s的子程序，再循環(huán)，等等，我們的設(shè)計還有很大的提升空間。學無止境，并且人的潛力是無限的，以上所說的幾個功能是非常那個值得我們繼續(xù)研究，學習的。</p><p>　　還有，這次報告中的程序、原理框圖，我們沒有用專業(yè)繪圖軟件，只用了Word，效果可能不是特別好，但是讓我們學會了更多的Word技巧，運用也更加熟練了。專業(yè)繪圖軟件的

15、學習也是有必要的，在以后的工作中，以備不時之需。</p><p>　　另外，因我之前用過Multisim這個軟件，有了仿真的經(jīng)驗，我們組選擇了仿真，并沒有做實物，這一點有利也有弊吧。我們從網(wǎng)上下載了軟件Proteus7.8進行學習，并且仿真成功了，讓我們從中學到了不少，不過，遺憾的是PCB布線我們并沒有學會，這部分還需繼續(xù)努力。雖做仿真讓我們學會了不少知識，但做實物而獲得的動手實踐能力，卻沒有得到鍛煉。</

16、p><p>　　我們現(xiàn)階段的課程主要是學習理論，實踐的機會相對較少，再有這樣的機會定要牢牢把握住，提高自己的動手能力，把專業(yè)知識與動手實踐相結(jié)合，以不斷提高、深化、豐富自己。 參考文獻 </p><p>　　[1] 張迎新.單片機初級教程-單片機基礎(chǔ).-2版 北京：北京航空航天大學出版社，2006.8</p><p&

17、gt;　　[2] 李雅軒.單片機實訓教程. 北京：北京航空航天大學出版社，2006.8</p><p>　　[3] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)-數(shù)字部分.-5版 北京：高等教育出版社，2006.1</p><p>　　[4] 樓然苗.單片機課程設(shè)計指導. 北京：北京航空航天大學出版社，2007.7</p><p>　　[5] 周潤景.Proteus在MCS-51&

18、amp;ARM7系統(tǒng)中的應用百例. 北京：電子工業(yè)出版社，2006.10</p><p>　　[6] 邊海龍.單片機開發(fā)與典型工程項目實例詳解. 北京：電子工業(yè)出版社，2008.10</p><p>　　[7] 《單片機C語言程序設(shè)計實訓100例—基于8051+Proteus仿真》案例</p><p><b>　　附1：源程序代碼</b>&

19、lt;/p><p>　　COUNT DATA 26H ;0.1s計數(shù)單元 ;****定義</p><p>　　SECOND DATA 27H;秒計數(shù)單元</p><p>　　STORE DATA 2BH;存放計時秒數(shù)</p><p>　　NUMBER1 EQU 60;紅綠燈計時秒數(shù)</p>

20、;<p>　　NUMBER2 EQU 3H;黃燈計時秒數(shù)</p><p>　　;********************************************************************</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)主程序</p>

21、<p>　　ORG 000BH</p><p>　　LJMP CLOCK ;轉(zhuǎn)定時器T0中斷</p><p>　　;**************************************************************主程序</p><p>　　ORG 1000H</p><p>　　MAIN:

22、 MOV SP,#5AH ;堆棧指針</p><p>　　MOV STORE,#NUMBER1 ;調(diào)計時秒數(shù)</p><p>　　MOV COUNT,#00H ;0.1S計數(shù)單元清0</p><p>　　MOV SECOND,STORE ;計時秒數(shù)進秒計數(shù)單元</p><p>　　MOV TMOD

23、,#01H ;設(shè)定計時器工作方式1</p><p>　　MOV TL0,#0B0H ;設(shè)置T0初值 （3CB0H=0.05s）</p><p>　　MOV TH0,#3CH </p><p>　　SETB EA ;開中斷</p><p>　　SETB ET0 ;定時器T0中斷允許</p&g

24、t;<p>　　MOV TCON,#10H ;啟動定時器T0</p><p>　　MOV R2,#01H ;先設(shè)東西向綠燈亮</p><p>　　MOV P2,#01H ;輸出東西綠燈、南北紅燈</p><p>　　QIEH: JB P0.0,QIEH1 ;判斷P0.0=1，跳轉(zhuǎn)；P0.0=0，順序執(zhí)行<

25、/p><p>　　MOV P2,#01H ;輸出東西綠燈、南北紅燈</p><p><b>　　SJMP QIEH</b></p><p>　　QIEH1: JB P0.1,QIEH2 ;判斷P0.1=1，跳轉(zhuǎn)；P0.1=0，順序執(zhí)行</p><p>　　MOV P2,#02H ;輸出南北綠燈

26、、東西紅燈</p><p>　　QIEH2: SJMP QIEH</p><p>　　;******************************************************定時器T0中斷子程序</p><p>　　ORG 1400H </p><p>　　CLOCK: PUSH PSW

27、 ;保護</p><p><b>　　PUSH ACC</b></p><p><b>　　SETB RS0</b></p><p>　　MOV R0,#00H</p><p>　　MOV R1,#00H</p><p>　　MOV TL0,#0B0H ;再設(shè)置

28、T0初值</p><p>　　MOV TH0,#3CH</p><p>　　INC COUNT</p><p>　　MOV A,COUNT</p><p>　　CJNE A,#0EH,DONE ;0.1s計數(shù)單元不滿20則轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV COUNT,#00H ;0.1s計數(shù)單元滿20

29、則清0</p><p>　　DJNZ SECOND,OUT2 ;秒計數(shù)單元減1不為0則轉(zhuǎn)OUT2十進制轉(zhuǎn)換程序,為0順序執(zhí)行</p><p>　　MOV A,SECOND</p><p><b>　　JMP OUT</b></p><p>　　OUT2: MOV A,SECOND ;開始十進制轉(zhuǎn)

30、換程序</p><p>　　OUT0: CLR C</p><p>　　SUBB A,#0AH</p><p><b>　　JC OUT1</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　JMP OUT0<

31、/b></p><p>　　OUT1: ADD A,#0AH</p><p><b>　　MOV R1,A</b></p><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>

32、　　ANL A,#0F0H</p><p><b>　　ADD A,R1</b></p><p>　　OUT: MOV P1,A ;剩余秒數(shù)BCD碼由P1口輸出</p><p>　　CJNE A,#00H,DONE ;剩余秒數(shù)不為0則跳轉(zhuǎn)</p><p>　　MOV A,STORE

33、 ;剩余秒數(shù)為0則轉(zhuǎn)換計時秒數(shù)</p><p>　　CJNE A,#NUMBER1,LOOP0</p><p>　　MOV STORE,#NUMBER2</p><p>　　MOV SECOND,STORE</p><p>　　MOV P2,#04H ;輸出黃燈</p><p><b>　　LJ

34、MP DONE</b></p><p>　　LOOP0: MOV STORE,#NUMBER1</p><p>　　MOV SECOND,STORE</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　CJNE A,#00H,LOOP1</p><p>&

35、lt;b>　　INC R2</b></p><p>　　MOV P2,#01H ;輸出東西綠燈、南北紅燈</p><p>　　LJMP DONE </p><p>　　LOOP1: MOV R2,#00H</p><p>　　MOV P2,#02H ;輸出南北綠燈、東西紅燈</p&

36、gt;<p>　　DONE: POP ACC</p><p><b>　　POP PSW</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　附2：系統(tǒng)原理圖</b